JPS6160734A - 液晶性組成物 - Google Patents

液晶性組成物

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JPS6160734A
JPS6160734A JP18168084A JP18168084A JPS6160734A JP S6160734 A JPS6160734 A JP S6160734A JP 18168084 A JP18168084 A JP 18168084A JP 18168084 A JP18168084 A JP 18168084A JP S6160734 A JPS6160734 A JP S6160734A
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cellulose ether
linear
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緒方 隆之
Hiroyuki Yanagi
裕之 柳
Hikari Horimoto
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特定の重合体及び特定の有機化合物からなる
液晶性組成物に関する、さら(=詳しくは。
(II  セルロースエーテル 及び 1M)(イ)複数の直鎖疎水基、または剛直性部分を連
鎖中Cご含む少なくとも1つの直鎖疎水基を有し、且つ (ロ)1!4級アンモニウム基を有する有機化合物 からなる液晶性組成物(二関する。
生体のエネルギー摂取や代謝物処理は、生体膜を介して
行なわれている。近年、生体膜(:類似する合成有機化
合物の研究が進められており1直鎖疎水基とイオン性基
を有する合成有機化合物のうち一部のものが、水中で生
体膜と類似の構造をとることが報告されている。これら
の合成有機化合物は、生体膜と類似した機能、例えば、
液晶性や色素吸看性等の機能を宵しており、合成生体膜
としての可能件を示している。
しかし、前記の合成有機化合物(:よって形成される生
体膜と類似の構造は、前記の合成有機化合物が水中(ご
分散して、あたかも濃厚な石けん水の如き状態で存在下
ることによって得られるため、そのままの形で実用的に
使用することは極めて困難である。
そこで、生体膜と類似の構造が崩れないような方法で、
前記の合成有機化合物を固定化し、その取扱いを容易に
しようとする方法が試みられている。その方法の一つと
して、前記の有機化合物をポリ塩化ビニルと混合して膜
状物(コ成形Tることが行なわれている。しかしながら
、前記の合成横機化合物とポリ塩化ビニルとの混合舎工
常温では困難であり、また、温度を50℃以上に上げる
と混合可能であるがポリ塩化ビニルの分解が生じ紫色(
=変色するという欠点を有している。さら(二、合成有
機化合物の含量が少量の混合物しか得られず、生体膜と
しての機能が十分Cご発揮されないという欠点を有して
いる。
本発明者らは、上記の欠点を解決下べく研究を重ねた結
果、特定の重合体と特定の合成有機化合物とより、生体
膜としての機能が十分C:発揮され、安定性(ご優れた
組成物が得られることを見い出し本発明を完成させるC
:至った、 即ち本発明は (1)  セルロースエーテル 及び (i))(イ)複数の直鎖疎水基、または剛厘件部分を
連鎖中に含む少なくとも1つの直鎖疎水基を有し、且つ (ロ)第4級アンモニウム基を有する有機化合物 からなる液晶性組成物である。
本発明の液晶性組成物の主成分の1つはセルロースエー
テルである。本発明で好適(ご用いられるセルロースエ
ーテルは、下記一般式で示される縁返し単位よりなる重
合体である。
前記一般式中−Rで示されるアルキル基は。
炭素数C:特C:制限されないが、入手の容易さカラ、
メチル基、エチル基であることが好ましい。また、前記
一般式中、Mはアルカリ金属であれば良いが、ナトリウ
ム原子のものが入手しゃ丁い。さら(二また、m及びn
 )X 1〜4の整数であることが好ましい。
本発明で使用されるセルロースエーテルの分子Itハ特
に制限されないが、原料の入手の容易さを勘案Tれば、
粘度平均分子量が3000〜170000のものが好適
C二相いられる。また、該セルロースエーテルのM、 
S、の値は、その溶媒への溶解性を考慮し、1.6以上
であることが望ましい。ここでいうM、 S、とけ、無
水グルコニス単位当りセルロースに結klるエーテル基
の平均附加モル数である。
本発明に於いて好適に使用されるセルロースエーテルを
具体的C:例示すれば、次のとおりである、 ナトリウムカルボキシセルロース、メチルセルロース、
エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル
セルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース。
ヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロース等が挙
げられる。また該セルロースエーテルと本発明の液晶性
組成物のも51つの成分との相溶性を勘案すると、ヒド
ロキシプロピルセルロースが最も好適Cコ使用される。
本発明の液晶性組成物の成分の他の】っけ、複数の直鎖
疎水基、または剛月件部分を連鎖中Cご含む少くとも1
つの直鎖疎水基を有し、かっ第4級アンモニウム基を有
するW様化合物c以下、直鎖有機化合物と略称する)で
あし 木発QIIIL:おいて直鎖疎水基は、得られる組成物
の液晶性及び原料の入手の容易さから炭素数4S30の
直鎖アルキル基またはそのハロゲン置換体であることが
好ましい。尚、本発明でいう直鎖疎水基とは、完全(ご
直鎖状のものの他C:、炭素数2個迄の分岐を有する分
枝状のものをも含んだ意味で使用される。
本発明の直鎖有機化合物の一つは、複数の直鎖疎水基を
有するものである、該直鎖疎水基が1つであると疎水性
が十分でなく、得られる組成物が液晶性とはなり難い、
、N鎖線水基の数は2つ以上であれば良いが、直鎖有機
化合物の入手の容易さから、2つ又は3つであることが
好ましい。
また、本発明の直鎖有機化合物の他の一つを工、剛直性
部分を連鎖中に含む少くとも1つの直鎖疎水基を頁する
ものである。
本発明C:おいて剛直性部分とは、次の■、■及び■に
示す基をいう。
■ ■結あるいは、炭素−炭素多重結合、炭素−9累多
重結合、窒素−窒素多X結合、エステル結合、アミド結
合等を介して連結された少なくとも2個の芳香環で構成
される2価の基 このような基を具体的Cご示せば、例えば、′等の2価
の基が挙げられる。
■ 2個の芳香環の結合が複数であるが、複数原子間の
単結合であって、その回転がエネルギー的に束縛を受け
ている2価の基 このような基を具体的(:示せば、例えば、O 等の2価の基が挙げられる。
■ 芳香環が縮合環を形設しているもので、この縮合環
が多分子間で積層した場合に、その回転が互い5;立体
的に束縛を受けている2価の基 このような基を具体的C二例示すると、等の2価の基が
挙げられ・る。
剛M件部分を連鎖中(ご含む少くとも1つの直鎖疎水基
を有する直鎖有機化合物の直鎖疎水基の炭素数は、剛直
性部分及び、剛直性部分と該直鎖疎水基との結合部分を
除いた部分の炭素数を意味する。上記、剛直性部分、と
@鎖線“水幕との結合部分は、一般(二炭素−炭素単結
合、エステル結合、エーテル結合が好適である。
剛直性部分を連鎖中Cご含む直鎖疎水基は、含ヒドロキ
シル基重合体との混合およびその後の底形加工の面から
、また液晶性組成物の安定件の面から該直鎖有機化合物
中Cコ1つ含まれている場合が最も好ましい。
本発明の直鎖有機化合物中(ご含まれる第4級アンモニ
ウム基の数は得られる液晶性組成物の成形加工性の点か
ら、1つであることが好ましい。
本発明の直鎖有機化合物は、上記をみた丁ものであれば
特(ご限定されず公知のものが用いられる。一般に好適
に使用される代表的なものを以下Cご具体的C;示す。
■    O 鱈 CH3 1)、p GS O又は1である。)であり、Eは4−
CH2+、又は→−(CH2+、  であル、、(但し
、q、rは正の整数である。)) 上艶一般式CB)、〔D〕及び(E)中、k。
n、q及びr +1正の整数であれば良いが、一般(=
は原料の入手の容易さから1〜16であることが好まし
い。また、上記一般式(B)中、h及びiは、正の整数
を何ら制限なく取り得るが、一般I:は原料の入手の容
易さから1〜4であることが好ましい。さら(:、上記
一般式[A)、CB)、(C)、CD)及びICE)中
、R’ 、 R” # R3,R’ 。
R6及びR6で示されるハロゲン置換アルキル基のハロ
ゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素の各原
子が挙げられる。
本発明の液晶性組成物の成分であるセルロースエマチル
と直鎖有機化合物の組成は、特(ご制限されず、いかな
る組成であっても良いが、得られる組成物の液晶性及び
強度を考慮して、一般(:は〔セルロースエーテル)/
(直鎖有機化合物)の重量比が0.1〜0.9の範囲よ
り好ましくは0.2〜0.8の範囲が好適i二採用され
る、 本発明の液晶性組成物の製造方法は特ζ:限定されずど
のような方法であってもよい。一般f;好適な製造方法
を例示すると以下のとおりである。
即ち2予めセルロースエーテルと直鎖有機化合物を、こ
れらを溶解する溶媒中で混合し、それを溶媒蒸発法Cコ
より凝固させる方法が挙げられる。
用いられる溶媒としては、水が最も好適であるが、水と
混和可能な有機溶媒、例えばメタノール、エタノール、
アセトン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン
、ジオヤナン等ヲ、セルロースエーテル及び直鎖有機化
合物が溶解する範囲で含むことができる。
溶媒中のセルロースエーテルと1.鎖臀機化合智の濃度
をヱ、溶媒の除去tr1!する時間や溶液の粘度等を勘
案して、通常は0.001 = 10wt*の範囲から
選択するのが好ましい。
溶媒の除去τごは、一般C二風乾、加熱乾燥、減圧乾燥
等が採用される。
このようIニジて製造された本発明の液晶性組成Lニ一
般に無色、白色或いは淡黄色の固体であり、液晶性を示
す。液晶性を示す温度範囲は1直鎖有機化合物の種類、
及び組成比(ごもよるが−20〜200℃の範囲内であ
る。
前記液晶性は一般に、光学的及びまたは熱的な測定(ご
よって確認される。光学的な測定とは一般C;偏光顕微
&を用いて液晶形成C;よろ異方性相によって確認され
る、また熱的な測定とは1例えば示差走査熱量計による
測定が挙げられる。これにより、もし液晶ならば固体か
ら液晶への転移C;伴なう熱量及び液晶から等1的液体
への転移書ご伴なう熱量が観測され、液晶性が確認きれ
る。本発明の液晶性組成物は、液晶性を示すことを応用
して、例えばディスプレイ装置、各種センサー、生体膜
研究における実験材料などへの利用が可能となる。
本発明の液晶性組成物は、膜状物イご成形することがで
きる。膜状物に成形する方法としては、例えば次の方法
が挙げられる。
本発明の液晶性組成物を溶解Tる溶媒C二溶かし、適当
な基板上C二流地させた後、溶媒を除去せしめて膜状物
を得る。ここで使用きれる溶媒としては、既述の溶媒が
用いられる。また、溶媒の除去も既述の方法と同様の方
法が用いられる。
勿論、本発明の液晶性組成物を得る際Cご、溶媒+:f
lJ解したセルロースエーテルと直鎖有機化合物を、基
板上C:流地させることCごよって膜状物を成形下るこ
ともできる。
このようCニジて得られた膜状物は、一般に0.1μ〜
5Mの厚さを有する。この膜状物は、実用的C;十分な
強度を備え、また生体膜としての機能を保持していると
いう点に工業的利点がある。
以上述べてきたよう(二本発明の液晶性組成物は。
生体膜fご類似した機能を有する直鎖有機化合物を固定
させ極めて容易に取り扱うことができるものである。
以下C;本発明をさら(:具体的に説明するために実施
例を挙げるが、本発明はこれらの実施例ぽご限定される
ものではない。
尚、以下の実施例(ご於いては特(ご特記しない限り、
メチルセルロースは、メチルセルロース5M−400(
商品名:信越化学社製)、ヒドロキシエチルセルロース
Gユセロサイ、<QP−4400(商品名゛:ユニオン
カーバイド社製)、とドロ中ジプロピルセルロースはヒ
ドロキシプロピルセルロースM(商品名:日本曹達社a
ll)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースはヒドロ
キシプロピルメチルセルロース655H−4000(商
品名:信越化学社製)をそれぞれ用いた。
実施例】 化合物 】20■を水5m+ご超音波分散させ石けん状の溶液ヲ
得た。ヒドロキシプロピルセルロース80■を水4−に
溶解した。両者を混合した後厘径6crnのガラス製シ
ャーレ(:流地した。水を20℃、大気圧の条件下で蒸
発させ厚さ50μmの均一で透明な膜状物を得た。元素
分析により組成比C直鎖有機化合物/セルロースエーテ
ル、重量比)として1.5の値を得た、 この膜状物を偏光顕微鏡で観察したところ異方性相が観
察された。また示差走査熱量計(ごよって昇温時1: 
53℃C;結晶一液晶転移の吸熱が観測された。
以上のことより、本発明の組成物が液晶性を示すことが
明らかとなった。
実施例2 化合物 を表1に示す量水10−(二超音波分散させ石けん状の
溶液を得た6別(二表ICご示す量のヒドロキシプロピ
ルセルロースを水10−に溶解した。両者を混合した後
表1に示す条件で水を蒸発させ透明な膜状物を得た。結
果を表1(二示すにれらの膜状物iごついて、実施例1
と同様な方法C二より液晶性を確認した6 しス下余白 実施例3 表2に示す属領有機化合物120■と5表21:示すセ
ルロースエーテル80■を用いた以外は実施例1と同様
な方法で膜状物を得た。結果を表2C二示す。これらの
膜状物C:ついて実施例1と同様な方法(ごより液晶性
を示Tことを確認した。
以下余白 実施例4 化合物 目 ■ 120M9を水6−C:超音波分散し石けん状の溶液を
得fic、ヒドロキシプロピルセルロースsomp’t
”水4−4ご溶解した。両者を混合した後、直径6tx
のガラス製シャーレ(:泥地した。水を10℃、大気圧
の条件下で蒸発させ、厚さ51μmの透明な膜状物t−
得た。元素分析(二より組故比(直鎖有機化合物/セル
ロースエーテル、重量比)として、1.5の値を得た。
この膜状物を偏光顕微鏡で観察したところ異方性相が観
察された。また示差走査熱量計C:よって昇温時(二、
27℃に結晶一液晶転移の吸熱が観測された。
実施例5 実施例4と同様な方法で表3に示す直鎖有機化合物12
01n9と表3(二示すセルロ〒スエーテル80m9と
から膜状物を得た。結果を表3 C:示す。
これらの膜状物Cコついて実施例4と同様な方法により
液晶性を確認し九〇 以下余白 実施例6 240■を水10sgL:超音波分散させ石けん状の5
it−得た。ヒドロキシプロピルセルロース160■を
水8−C:溶解した。両者を混合した後直径12スのテ
フロン製シャーレに流延した。水を10℃、大気圧の条
件下で蒸発させ、厚さ45μmの透明な膜状物を得た。
元素分析により、組成比C直鎖有機化合物/セルロース
エーテル、重量比)として1.5の値を得た。
この膜状−を偏光顕微鏡で観察したところ、異方性相が
観察された。また示差走査熱量計(ごよって昇温時C;
75℃(ご結晶一液晶転移の吸熱が観測された。
実施例7 表4に示す直鎖有機化合物240m9と表4に示すセル
ロースエーテル16011’9を用いた以外は実施例6
と同様な方法で膜状物を得た。結果をf!4に示す。こ
れらの膜状物(コついて実施例6と同様な方法により液
晶性を示すことを確認した。
以下余白 実施例8 化合物 360■を水15−に超音波分散させ石けん状のs液t
sた。ヒドロキシプロピルセルロース240rn9を水
12wt1:溶解した。両者を混合した後直径10cI
ILのガラス製シャーレC二流地した。水を25℃、大
気圧の条件下で蒸発させ透明な膜状物を得た、元素分析
により組成比(直鎖有機化合物/セルロースエーテル、
重量比)として1.5の値を得た。この膜状物を偏光顕
微鏡で観察したところ、異方件相が観察された。また示
差走査熱量計冨コよって昇温時+=55℃Cコ結晶−液
晶転移の吸熱が観り1[された。
実施例9 表5(ご示すは鎖有機化合物360Tn9と表5に示す
セルロースエーテル2401179を用いた以外は実施
例8と同様の方法で透明な膜状物を得た。結果を表5 
E示す。これらの膜状物1:ついて実施例8と同様な方
法(ごより液晶性を示すことを確認した。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (i)セルロースエーテル 及び (ii)(イ)複数の直鎖疎水基、または剛直性部分を
    連鎖中に含む少なくとも1つの直鎖疎 水基を有し、且つ (ロ)第4級アンモニウム基を有する有機化合物 からなる液晶性組成物
JP18168084A 1984-08-31 1984-08-31 液晶性組成物 Granted JPS6160734A (ja)

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